Точный выпрямитель: принцип работы, область применения. Достоинства и недостатки.

⇐ ПредыдущаяСтр 4 из 8Следующая ⇒

Многообразие применения ОУ не ограничивается только линейными схемами. К простейшей нелинейной схеме относится схема точного диода, представленная на рис.1.

Рис.1. Схема точного диода на основе ОУ – а, временные диаграммы, поясняющие его работу – б.

Схема работает следующим образом. Пока диод VD не отрыт, его катод через резистор R соединен с нулевым потенциалом. Диод открывается при превышении напряжения на нем . Это произойдет тогда, когда входное напряжение превысит уровень ( – коэффициент усиления ОУ). Далее цепь ООС замыкается и выходное напряжение повторяет входное ( , входы виртуально закорочены), выходное напряжение ОУ будет больше на падение напряжения на диоде VD. Таким образом, схема открывает диод при входном напряжении в раз меньше, чем просто диод. Пусть , тогда при диод открыт. В данной схеме огромный коэффициент усиления ОУ трансформируется в полезное свойство – уменьшение эквивалентного значения открытия диода.

Недостатком схемы является то, что при противоположной полярности входного напряжения диод закрыт и ООС отсутствует, ОУ работает в глубоком насыщении, для которого он не предназначен. Кроме того, выходное сопротивление схемы для интервалов времени, при которых VD закрыт, не нулевое, а равно сопротивлению R.

Точный выпрямитель с использованием параллельной отрицательной обратной связи: принцип работы, область применения. Достоинства и недостатки.

Схема точного диода на основе ОУ с параллельной ООС:

Рис.1. Точный диод на основе ОУ с параллельной ООС

Схема имеет два выходных напряжения и . Пока входное напряжение меньше, чем схема работает без обратной связи. Как только превысит напряжение , открывается один из диодов, другой при этом закрыт. Пусть, например, открывается диод . Выходное напряжение при этом равно

Выходное напряжение ОУ

а выходное напряжение (через резистор R виртуально соединено с нулем). При противоположной полярности входного напряжения картина изменяется на противоположную – открыт,

закрыт, . Выходное сопротивление по выводу 1 равно .

Измеритель среднего значения переменного напряжения: назначение, область применения. Примеры реализации, расчёт.

При измерении параметров переменных напряжений часто необходимо знать среднее значение. Для синусоидального сигнала среднее значение равно . На рис. 1а представлена схема измерителя среднего значения. Выберем значения сопротивлений , , . Тогда коэффициент усиления схемы будет равен .

Рис.1. Измеритель среднего значения

Для соблюдения соотношения между средним и максимальным значениями коэффициент усиления должен быть равным , т. е.

, .

Для нахождения значения ёмкости конденсатора необходимо знать комплексный коэффициент передачи усилителя (рис.1б). Для чего найдём в операторном виде передаточную функцию.

где , .

Таким образом,

Заменив , находим комплексный коэффициент передачи

Амплитудно-частотная характеристика имеет вид

Для расчета значения ёмкости необходимо знать минимальную частоту входного сигнала измерителя и коэффициент подавления напряжения этой частоты, то есть , при этом . Тогда

Например, задавая коэффициент подавления , , , для постоянной времени можно получить

Пусть, например, , тогда

Фазочувствительный выпрямитель: назначение, принцип работы, основные параметры (коэффициент передачи по постоянному току, коэффициент передачи по основным гармоникам, коэффициент передачи по чётным гармоникам).

Фазочувствительный выпрямитель (ФЧВ) – это устройство промышленной электроники, выходное напряжение которого зависит от разности фаз входного и управляющего напряжений. Соответственно, ФЧВ имеет информационный вход и вход управления. Как правило, ФЧВ предназначен для работы с переменными напряжениями синусоидальной формы. Функциональная схема ФЧВ представлена на рис.1, временные диаграммы, поясняющие работу ФЧВ, представлены на рис.2.

Рис.1. Функциональная схема ФЧВ

Пусть входное синусоидальное напряжение и управляющее типа меандр сдвинуты на угол φ. Положим, что при положительном напряжении ключ находится в положении 2. При этом входное напряжение передаётся на фильтр нижних частот ФНЧ без изменения. Когда напряжение имеет нулевой уровень ключ находится в положении 1 и входное напряжение передаётся на выход проинвертированным. Временные диаграммы (рис.2) поясняют эту ситуацию. Найдём среднее значение напряжения после фильтра нижних частот

Таким образом, выходное напряжение пропорционально косинусу угла фазового сдвига входного и управляющего напряжений. Когда фазовый сдвиг равен , то есть когда напряжения и квадратурны, выходное напряжение ФЧВ равно нулю, а когда напряжения синфазны, выходное напряжение максимально.

Рис. 2. Временные диаграммы, поясняющие работу ФЧВ

Основное назначение ФЧВ – это разделение квадратурных составляющих входного переменного напряжения. На выход проходят только те составляющие, которые синфазны с управляющим напряжением.

Следует заметить, что если во входном напряжении имеются чётные гармоники, то выходное напряжение не зависит от их наличия, так же как и от постоянной составляющей. Влияние нечётных гармонических составляющих ослабляется пропорционально их номеру.

⇐ Предыдущая 1 2 345 6 7 8 Следующая ⇒